Segundo o arqueólogo Bargil Pixner 1 , no decurso dos séculos diversos edifícios foram construídas sobre o cenáculo:
O edifício original foi uma sinagoga provavelmente utilizada por judeus e cristãos. O edifício foi poupado durante a destruição de Jerusalém sob Tito (70 d.C.), e três paredes originais ainda existem: o Norte, Leste e Sul.
O imperador romano Teodósio I construiu uma igreja octogonal (o "Igreja de Teodósio" ou "Santa Igreja de Sião") ao lado da sinagoga (que foi chamada de "Igreja dos Apóstolos"). A construção da Igreja de Teodósio, provavelmente começou em 382 d.C., foi consagrada por João II, bispo de Jerusalém, em 394 d.C.
Alguns anos mais tarde, em 415 dC, o bispo João II alarga a Santa Igreja de Sião, transformando-na em uma grande e retangular basílica com cinco naves, sempre ao lado da Igreja dos Apóstolos. Este edifício foi mais tarde destruído por invasores persas, em 614 d.C. e, pouco depois parcialmente reconstruída pelo patriarca Modesto.
